2024 全球6G技术大会 -10.0H 以用户为中心的6G接入网技术研究白皮书

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30第6代移动通信网络有望引入新的性能指标和应用方案，以用户为中心网络将成为推动实现6G愿景的关键技术，因为其突破了传统基站为中心网络并与信息产业的新兴技术形成了有效融合。ITU-R在《2030年及以后地面国际移动电信系统的未来技术趋势》报告中指出，作为一种新型接入网架构，以用户为中心的架构技术可以增强无线网络[1]。本白皮书对6G以用户为中心的接入网技术进行研究。首先介绍以用户为中心的接入网技术研究的背景，说明6G中以用户为中心的概念和目标。第二章介绍了以用户为中心接入网的场景需求与评估指标，第三章介绍了以用户为中心的接入网系统设计，包括五大功能特征和架构设计，第四章介绍了以用户为中心接入网的关键技术，第五章进行了总结和展望。面对日益复杂的网络环境和多样化的业务需求，传统蜂窝架构的局限性日益凸显。小区边缘数据传输较高的路径损耗和邻近小区不可预测的干扰，导致小区中心和小区边缘之间的用户数据速率不平衡。此外，在移动过程中，蜂窝边缘的切换可能导致业务中断和延迟。随着蜂窝覆盖范围不断缩小，上述问题变得更加严重。为了提高网络的服务质量和鲁棒性，人们提出了许多边缘增强和移动性优化方案并制定了标准规范：针对边缘数据传输，4G、5G先后提出了CoMP和Multi-TRP等关键技术。CoMP可以实现单基站下不同小区对单个用户进行相同或不同数据的发送与接收[2]。Multi-TRP可以通过多个TRP联合为单个用户进行相同或不同数据的发送与接收[3]。但是由于单个DU的用户规模/覆盖区域有限、DU间多TRP协作的动态效果受到通过CU进行跨DU操作的限制以及终端在DU间切换时造成的时延增加/数据中断，这种优化只以有限的增益提高了边缘性能，并带来了额外的系统复杂性。针对移动性增强，5G引入了CHO、DAPS、LTM等技术，用于解决终端切换时的业务连续性和无损切换问题。CHO是将切换条件配置给UE，UE基于条件判定切换时机。DAPS是同时激活两套协议栈，从而实现切换过程中的数据传输无中断。LTM则通过L1/L2信令执行测量上报和小区切换，减少移动性延迟[3]。可见，CHO、DAPS和LTM都是对切换过程进行优化，并没有消除切换过程。终端在移动时仍需要执行切换操作，在小小区覆盖环境下将会更加频繁，由此增加了终端和网络的信令交互、以及终端和网络的耗电量，而小小区覆盖在6G中将会更为普遍。另外，这些增强的特性虽然提供了一定的增益，但是各有限制，而且要求终端具有对应的能力，导致终端的设计复杂度变大。此外，基于C-RAN定义超级小区解决方案多次在业界被讨论。但考虑到基于现有技术的物理层设计，如终端基于PCI、C-RNTI的寻址方式等，超级小区的用户数上限只能是当前标准设计中可支持的最大用户数，这种方式不仅没有从根本解决现有无线网络的逻辑约束，反而又新增了“超级小区”这一层逻辑约束，带来了系统复杂度的增加。综上可见，6G以前移动通信一直致力于基于蜂窝网基本架构进行增量式的修正，虽然引入了一些增强技术，起到了一定的性能增益，但是受限于基站侧小区和用户终端的强绑定关系，一方面不能从根本上解决问题，不能适用于所有终端；另一方面对基站和终端都引入了很大的复杂度，不利于设备成本和运营成本的维护。在6G时代呈现出了一些新趋势，新场景、新频段、新技术的驱动，使我们不得不重新重视、思考和拓展对以用户为中心的认识。在这个过程中，“用户”的内涵进一步拓展，包括手机等toC用户和行业应用、网络租户等toB用户/客户，涵盖内容提供和消费两端；“中心”则指向通过可定制网络使用户拥有一定自主权，通过网络基础设施（通道、算力、感知、智能等）开放为用户提供友好的网络交互和定制化，以及完善的用户体验评估体系。以用户为中心的目标由来已久，从应用层，网络服务最终是端到端的用户需求满足，从物理层传输技术，最佳传输性能是不考虑蜂窝网限制的任意节点连接，但这两方面设想在5G网络中是无法实际满足的。要实现最终的端到端以用户为中心和物理层传输技术不受蜂窝网架构约束的最优化，需要对接入网进行逻辑重构。6GUCAN（UserCentricAccessNetwork，以用户为中心接入网络）是不受高层节点部署约束的，以用户和业务为中心，灵活组织网络节点和资源为用户服务的接入网络。UCAN将灵活适配用户和业务的需求，从初始就以用户的一致性体验（即UE在任何位置都可以按需得到资源进行上下行传输）为设计目标，避免复杂、冗余打补丁式的构造，遵循技术演进和产业化发展的规律进行系统架构和关键技术研究[4]。UCAN的典型特征包括：架构和组网方面，网络将为用户提供更高的自由度，支持基于用户画像的深度定制，不同用户和业务应用可对应不同网络架构组织和部署形式。网络长期跟踪维护用户上下文，感知、分析和智能预测与用户和业务有关的信息，从而细分和友好处理用户/终端的诉求，快速构建新业务和部署无线传输服务，提供高效的连接管理机制和拓扑自适应机制，例如基于用户意图驱动和用户兴趣感知。资源方面，云计算、大数据、AI等新技术的发展，助力网络建立和维护对连接、算力、数据、模型等多维资源的总体视图和调度管理，实现接入网对如波束、带宽、功率、TRP、信道和链路接口等各类资源的实时精准投放，以优化的能效和谱效，使用户终端（群）总是处在最佳服务状态。用户服务方面，网络将给与用户更大的自主选择权利，满足不同场景下不同用户/终端的多样连接和组网需求。用户可以根据终端能力、业务需求和网络环境，自主选择接入的网络类型（例如，Sidelink、V2X、NTN）或者进行移动性决策；还可以根据业务需求或组网要求，向网络反馈辅助信息，请求网络协调相应的资源和配置，例如使用户能够按需在终端和网络（中继）节点之间转换，使用和提供服务。第2章场景和需求以用户为中心的6G无线网络将在5G技术所服务的应用基础上，面向toB、toC全用户实现频谱资源、功能、服务、算力、安全等多个维度融合的按需灵活柔性组网，满足新兴多元融合业务的需求，不但可以个性化的提供移动性管理、策略控制、会话控制、个人数据管理等专属服务，同时还能以用户为粒度优化信令开销和网络性能，赋能千行百业的发展，有望成为6G时代的颠覆性技术之一。•新型融合网络纵观未来6G网络，对实现全域覆盖的需求十分迫切，其融合的网络部署类型包括但不限于超密集网络、广域覆盖网络、边缘云网络、星地一体化网络、无人机网络等，打造融合型三维立体网络是6G发展的重心之一。以用户为中心的接入网络可以兼容物联网、移动宽带网络等多种网络类型，通过选取可用的接入点按需为不同网络架构下的用户提供精准服务。•沉浸式服务通信随着5G流媒体和多媒体业务的飞速发展，基于XR通信、全息通信、远程多感官智真通信等多样化服务的沉浸式通信有望成为6G的杀手级应用，其可为用户提供身临其境的沉浸式用户体验。沉浸式通信场景特别要求网络提供超高的数据速率以及超低时延、超高可靠的性能保障，为此实现以用户为中心的接入网架构将成为打造该服务的重要考虑因素，UCAN通过多节点协调和灵活的分组设置，保证每个用户的独立业务传输，同时也为用户提供更灵活、更丰富的资源，满足全网大流量业务需求。•通感算一体化6G网络可利用通信信号实现对目标的检测、定位、识别、成像等感知功能，获取周边环境信息，提供环境感知数据，增强用户体验。UCAN不但可以获得包括用户服务需求等在内的强大感知能力，还可以快速均匀的协调多用户之间的算力资源，满足网络对算力的需求，实现通感算一体化网络性能[4]。•智能服务场景6G时代在打造万物智联的蓝图下，将会有越来越多的新型智能终端引入，借助于AI技术，智能体可以通过不断的学习和自主协作，赋能智慧医疗、工业物联网、智能家居、自动驾驶等众多应用场景。在AI技术的不断驱动下，UCAN通过检测用户以及其服务需求，自适应的为用户构建灵活小区，实现路径选择、无线资源协调、接入节点的选择等网络功能，同时，利用多节点间分布式的协作能力，解决智能场景下数据的存储、计算、隐私保护等痛点问题。无缝连接主要是指满足用户随时随地的连接和通信的需求。随着业务的逐渐融合和部署场景的不断扩展，用户需要随时随地的连接和通信，比如在飞机上、无人区、海洋区域等的通信需求。为满足用户无缝连接的需求，6G网络将向空天地海不断延伸，地面蜂窝网与高轨卫星网络、中低轨卫星网络、高空平台、无人机在内的空间网络相互融合，如图2.2-1所示，将构建起全球广域覆盖的空天地一体化三维立体网络，达到任何人在任何时间、任何地点能够与任何人进行任何通信的效果。图2.2-1以用户为中心的无缝连接网络多样连接主要是指用户对连接能力的差异化需求，需要为用户提供最优的连接服务，满足用户需求。随着人、机、物的连接，物理世界和虚拟世界的连接，存在大量的可连接物理实体，如图2.2-2所示，包括智能终端、传感器、可穿戴设备、车辆和工业控制等设备等。因为不同用户对连接能力的差异化要求，所以为用户提供最优的连接能力，实现连接功能的按需部署，需要从用户需求出发，以用户为中心，支持多种异构网络智能互联融合的能力，以动态满足复杂多样的场景和业务需求，包括无人驾驶、智能家居、虚拟现实等未来业务，满足对高比特率、低时延抖动和更高可靠性的需求，并实现网络侧的多接入、多连接、多服务融合。图2.2-2以用户为中心的多样连接网络2.2.3高速数据传输未来随着网络、AI计算、边缘云等基础设施建设不断完善，以及在线教育、电商直播、元宇宙、远程医疗、泛娱乐社交等的普及，用户对大流量应用的需求及万物互联速率的要求不断提升。例如元宇宙业务需要实时数据传输、实时音视频通信、多人同时在线承载能力，要求网络提供高速率低时延数据服务。因此，以用户为中心网络需要根据用户需求，提供高速率、低时延、高可靠的数据传输，更好的支持实时和高速率应用。2.2.4数据驱动的算力需求随着6G时代的到来，数字化程度日益加深，数据驱动全球化日益加快，实时的数据处理以及超大规模的设备连接将为人们带来更加极致的用户体验和便捷的生活，也对以算力为基础的信息化处理能力提出了较高的需求，即UCAN不但需要提供强大的算力支持，还需要具备个性化资源的按需调度能力。如何根据用户的不同任务需求将任务调度到匹配的算力资源上，如何设计激励机制鼓励用户进行算力的协调和分配，最终实现算力资源的高效赋能，将成为未来UCAN关注的重点方向之一。2.3评估指标•延迟时间控制平面延迟是指从最“电池效率”状态（例如空闲状态）到连续数据传输开始（例如活动状态）的过渡时间。5G中的目标为20ms（eMBB、URLLC）。UCAN采用云化控制面集中调度系统资源，在CCU范围内推广2-stepRACH（Msg1和Msg3、Msg2与Msg4的合并传输减小了RACH的时延使得6G控制面时延进一步缩减。与此同时，硬件处理能力的提升也有效缩短了UE和TRP的消息处理时延。•移动性移动中断时间是指在移动性过渡期间，用户终端无法与任何基站交换用户面数据包的最短持续时间。5G特性中描述的波束移动性和CA移动性的移动性中断时延目标均为0ms。UCAN采用多TRP服务于单个UE，移动性中断时延与TRP组织问题紧密相关。由于这些TRP可能位于同一DDU下，也可能位于不同DDU下，因此通过CCU协调和DDU配合的TRP组织能够实现inter-DDU和intra-DDU两种情况下的0ms移动性中断时延。•系统容量系统容量定义为小区或地理区域（m2）内满足特定业务的用户数。具体指标为：区域内Y%的UE满足需求，UE满足需求的判断标准是所有流达到数据错误率和时延预算要求，即，超过X%的数据在空口时延预算内成功传输。X、Y的典型取值是90和99。这个定义来源于3GPPXR容量评估。以XR业务为代表的沉浸式业务是公认的6G特色应用。沉浸式业务具有高速率、低时延、高可靠性要求，现有的单一指标，如峰值速率、频谱效率、时延、可靠性不足以表征对这类业务的系统级满足。为了更直观地体现6G系统不同于5G的用户和业务需求，有必要针对这类业务定义系统级指标。系统容量是对6G网络运营和6G特色用户满足度的直观要求。第3章系统设计以用户为中心的接入网系统设计包括以下路线：1）通过简化和优化的底层设计，实现以用户为中心的连接、传输等基础特性；2）从整个架构层面，实现用户为中心网络的端到端架构，对不同接入方式采用统一、至简设计，引入内生智能、通感一体化、计算协同等设计；3）探索更有创新性的设计，实现新型安全（如区块链）、应用层与接入网紧耦合等更有利于用户为中心的架构实现。图3-1以用户为中心的接入网设计路线本章首先介绍了UCAN系统总体架构的主要特征，接下来针对第一个设计路线问题，提出基于5G演进的CCU-DDU-TRP架构。然后基于对后续设计路线问题的研究和网络架构演进的探索，给出可能的设计方向。以用户为中心作为6G网络的一大特征，赋能网络智能地感知用户的无线通信环境，然后灵活地组织所需的网络接入点和资源为用户服务，让用户时刻感觉处在无线信号覆盖范围的中心。为体现以用户为中心，满足多样化的场景和需求，以用户为中心的网络主要具备五个主要特性：深度定制、弹性可重构、开放和兼容、智能自适应用户服务、用户权益提升。传统意义上的定制网络意味着专用网络，即使用特定频率为特定区域内的特定用户服务。6G时代网络要将用户的需求置于网络设计和运营的核心，以满足用户对网络的特定要求，并提供定制化的功能和服务，从而提升用户的满意度和体验，增强网络的灵活性和适应性。以用户为中心的深度定制网络旨在根据不同应用场景及不同用户群体的需求和偏好，提供高度个性化和定制化的网络服务和体验。在部署角度，以用户为中心的无线接入网中，广泛部署的网络节点将根据精确的用户需求，为每个用户动态构建灵活小区。对于每个用户，灵活小区都是按照用户实时需求深度定制的——任何时间、任何地点、任何服务和任何用户类型。以用户为中心的无线接入网广泛适用于toB和toC网络。从网络端来看，网络节点可以以高效、节能的方式进行部署和重用。从资源和应用的角度，网络将根据用户的位置、设备类型、网络质量等因素，定制化网络资源的分配和优化，以提供最佳的性能和用户体验。比如网络能够根据用户使用的应用程序和服务，进行定制化的优化和支持。针对特定的应用场景（如在线游戏、视频流媒体等网络可以提供专门优化的带宽、延迟等服务，以提供更好的应用性能。此外，网络能够根据用户的需求和环境条件自主进行决策和调整。例如，根据用户的优先级、资源利用率等因素，网络可以自动选择最优路径、分配最合适的资源，并实时进行动态调整。3.1.2弹性可重构传统的网络架构通常是基于固定的拓扑结构和静态配置的。然而，随着云计算、物联网、5G等技术的发展，用户对网络的需求变得越来越多样化和动态化。以用户为中心的弹性可重构网络旨在提供更好的用户体验和网络资源管理，通过灵活的可重构性来适应不断变化的需求和环境，支持新兴的应用场景和服务模型（如边缘计算、虚拟现实、物联网等从而提高网络的可靠性、弹性和效率。不同于静态激活并总是等待潜在用户的蜂窝网，以用户为中心的无线接入网网络具有高度的可扩展性和可重构性。它能够自动适应用户数量的变化、应用程序的需求变化以及网络拓扑的变化。例如通过对网络侧节点的弹性重构和动态配置，如数量、收发功率和传输机制（如大规模MIMO网络侧可以最优地控制干扰并降低网络能耗。除常规通信环境外，以用户为中心的无线接入网还可以应对突发的恶劣环境，如自然灾害等。弹性可重构网络支持网络接入的鲁棒性和网络自愈功能。灵活小区的设计和应用，可推动网络设施的灵活性和实现快速组网。网络一定范围内的变化不会破坏网络满足用户需求的能力。网络资源（例如带宽、存储和计算能力）可以虚拟化和池化，以便更灵活地分配给不同的用户和应用程序。网络能够实时监测和分析网络资源的利用情况，根据用户需求和实时网络状态，感知用户需求的变化，并根据需求进行调整，自动地重新配置和优化为用户提供服务的网络侧节点和资源，以提供最佳的网络服务。3.1.3开放和兼容在传统的网络模型中，网络通常是封闭的，限制了用户与其他网络和服务之间的互操作性。然而，随着网络的发展和数字化转型的加速，用户对于跨网络、跨平台的无缝连接和集成的需求日益增长。以用户为中心的开放和兼容的网络将适用于不同类型的网络侧接入点，为用户提供开放的、互操作的灵活的网络环境，以满足用户对多样化应用和服务的需求，促进各种应用和服务的互联互通。在6G时代，不同的网络侧接入点类型和无线接口类型（宏基站、星载平台、无人机、V2X、IAB等）将存在于同一网络中。以用户为中心的无线接入网将能够灵活地检测和构建各种网络侧接入点，支持多种接入技术（如有线、无线、光纤等并能够与不同平台和设备进行无缝集成。以用户为中心的无线接入网还可以兼容其他网络类型，如与宏蜂窝网络和星地融合网络联合组网。网络能够与不同的网络技术和协议进行兼容，提供开放的接口和标准，以便不同网络和服务能够相互连接和交互，实现跨网络的连接和互操作。此外，以用户为中心网络鼓励数据的共享和开放，以便不同的节点能够共享和利用数据资源。同时，网络将赋予用户更多的控制权和自治权，使用户能够自主选择和管理网络连接和服务。3.1.4智能自适应用户服务在传统的服务模型中，服务通常是通用化和标准化的，无法满足不同用户的个性化需求。以用户为中心的智能自适应用户服务的网络将利用人工智能和自适应技术分析和理解用户的行为、偏好和上下文信息，为用户提供智能化、个性化和自动化的服务体验。以用户为中心的无线接入网将动态检测用户行为和服务需求，对于不同类型的终端和业务，都能按照用户实际需求，以智能方式自适应地为用户构建灵活小区。网络服务基于智能算法和规则，自动进行决策和优化。它可以根据用户的地理位置、上下文信息和实时数据，自动调整服务策略、以提供更好的用户体验。通过不断学习和迭代，利用机器学习和自适应算法，网络可以不断优化服务模型，提高对用户需求的理解和服务的质量。网络服务能够跨多个渠道和平台提供支持，以适应用户的多样化需求，可以在不同设备、应用程序和社交媒体上提供一致的服务体验，并实现跨平台的无缝集成。此外，在6G中，需要特定服务的用户可以作为多个UE接入。在某些情况下，应重新考虑用户和用户设备（UE）之间的关系。新的业务形态引入多模协同的需求，如XR和全息业务的co-flow和multi-model需求需要UE之间的协调，以满足特定的服务要求。在一些新的场景下，如智能家居、工业物联网和体域网中，需要考虑UE聚合的需求。3.1.5用户权益提升传统IMT电信技术体系下，“网络设备商”“电信运营商”“终端商”三方各自的“权益分配”（例如：各自的角色，地位，权利，益处等）和价值空间都是比较明确且相对固化分配好的。随着6G智能算力、分布式、空天地一体化等技术发展，以及来自众多ToB行业客户的更多自主权的诉求，提出“以用户为中心的权益体系”，权益泛指6G系统中特定主体被分配拥有的角色，地位，权利，益处等方面；基于“权益”的分配、变更、交易等操作，可通向更大的价值创造空间。6G无线系统中”权益主体“主要有：电信运营商，特殊网元节点持有者，超级终端用户等。“权利”包含但不限于：网络规建参与权，业务操控主导权，数字资产归属权等。“以用户为中心的权益体系”是引入面向权益管控的新手段，用户参与度，资源开放性，业务创作平台，资产交易流转等和各类用户“权益”相关的技术手段，有助于DOICT业态繁荣，不断增进6G无线系统的价值创造再生空间，不断提升多用户主体的参与贡献度和利益价值回馈。6G以用户为中心的无线接入网，通过网络云化维护用户连接的一致性，并基于对用户信息（位置、业务）的感知，动态组织网络侧节点、接口和资源灵活匹配用户终端需求，以简化的方式，实现任何地点、任何能力、任何类型终端的按需满足，最终形成多网络节点多终端灵活连接的接入网架构。UCAN基本架构如图所示，主要设计包括云化控制层与分布式接入层图3.2-1UCAN架构基于云化控制层的控制信令，唯一识别及跟踪用户业务需求，保障用户/UE上下文和业务相关配置在大范围内有效，从而实现用户级灵活小区，简化用户移动流程，是控制连续性的载体。分布式接入层通过本地化数据传输实现用户通过最近的数据源获取业务数据并且通过最优路径进行空口传输，实现低时延、高可靠性和大容量，是数据连续性的载体。一方面要能快速获取上层分组数据，另一方面要保证用户移动时的零中断时延和传输速率保障，同时以最简的方式通过多TRP协同传输等方式实现UE在任何时刻始终处于灵活小区的中心，避免切换等复杂操作。具体地，面向不同场景需求，UCAN基本架构可以扩展和细化为以下形态：1）面向toC场景的细化架构图3.2-2toC场景UCAN架构主要功能：云化控制单元（CCU提供网络的管理面和控制平面功能。它包括传统的控制平面功能，如AS/NAS层相关的系统信息管理，无线电资源控制（RRC）连接的建立/维护/释放，寻呼控制和安全功能，包括承载管理、移动性管理、UE测量、报告管理和NAS信息传输。CCU还在UCAN中执行管理面功能，如UE上下文管理、TRP管理。同时，基于云化的特性，CCU可支持服务化的网络功能和智能内生，比如状态管理功能（SNF）可以提供多个控制平面功能的上下文统一管理，中央层级的AI功能提供近实时 (>10ms）的整体无线资源、数据资源、计算资源、AI模型及实例资源、AI模式的智能化管控。分布式数据单元（DDU作为用户面（UP）的锚点，DDU管理基本的UP功能，包括服务流映射、资源分配和空中接口的可靠传输，从核心网用户面（如UPF）接收数据，或从数据中心/应用直接接收数据，缓存数据和转发给组成灵活小区的TRP。DDU还承担资源管理、TRP节点选择、L1测量和管理以及动态资源调度等功能和中层AI功能，后者提供DDU中的数据资源、计算资源以及AI模型和实例资源的管控。访问点（TRP在RAN中，TRP直接连接到UE。UCAN中的TRP可以使用L1、L2或L3网络实体构建。如果TRP是独立的基站节点，例如车载基站、无人机或卫星基站，则TRP是一个L3节点。对于低成本的TRP，它可以作为带有低物理层节点的RRH使用。在其他情况下，基于用户和服务的要求，UP功能可以根据需要在DDU和TRP之间部署。灵活部署的UP功能模块广泛适用于固定或半静态的TRP节点，并适用于各种用户和服务。TRP是构建灵活单元为相应用户服务的网络节点。此外，TRP还提供无线相关功能以及AI实例的部署。2）面向toB场景的细化架构图3.2-3toB场景UCAN架构主要功能：CCU：toB架构下，CCU可以用户自建或者以用户定制空间的形式与toC共享。用户定制空间连接CN中用户专属服务节点，用户是定制空间权限（访问、查看、操作）的管理者，保障用户的服务和隐私安全。此外，toB场景下的CCU还可以考虑与CNCP更密切的协作模式。DDU-L模式，TRP则支持L1到L3灵活的UP协议功能；DDU-H和下沉CNUP可以与用户MEC共部署；对采集类场景，DDU-H中适配多种网络接入点接入，可以利用WLAN等提供时延不敏感的大带宽上传服务；对交互类场景，通过DDU-L和TRP灵活组合提供对通信各项指标要求适中的服务；对控制类场景，通过TRP直连CNUP和多TRP链路提供低时延及高可靠服务。智能化：toB架构下，将通过智能化实现高等级的自动化部署、运营和运维，降低网络建设和使用的门槛，实现降本增效。3.2.2分布式网络架构设计为了实现端到端的统一、至简的以用户为中心，可以采用一种灵活的分布式设计，这种分布式网络架构具有以下特点：.接入模式的多样化融合：6G网络由大量用户网络（子网）构成，不同子网的用户可能以各种不同的方式接入到6G网络。因此，分布式网络具有融合多样化的接入模式，并实现用户多接入路径的协调，向用户提供更加可靠高效的连接通道。.连接功能的按需部署：由于不同用户对连接能力的差异化要求，分布式网络需要在相对广域的范围内灵活动态部署控制面和用户面，为用户提供最优的连接能力。.计算功能的多方协同：随着应用要求的提升，计算需要逐步下沉扩散至网络边缘为用户所用已成为普遍的趋势。6G网络将形成一个超级的网络计算服务，面向大量的用户编排和调度网络内生计算能力（包括算力、算法和数据等）。.数据功能的按需编排：不同的用户对数据处理的要求不同，6G网络将会提供一种统一的分布式数据框架，高效应对复杂的数据应用模式。.基于共识机制的去中心化信任：6G分布式网络将构建一种去中心化的信任架构，保障多方信任快速准确地建立，为构建和维护稳定、公平的6G开放合作的商业生态提供有力的安全支撑。图3.2-4分布式网络架构3.2.3多接入融合架构设计以用户为中心的网络需要融合不同的网络侧接入点类型和无线接口类型（例如，基站、星载平台、Sidelink节点、无人机、V2X、IAB及其对应的空中接口、backhaul链路基于用户需求快速、无障碍组织以用户为中心的接入网络，使用户能够更多地参与定义、配置和控制为其提供服务的相关网络功能，提供对多模态技术、多终端协同的支持，根据用户的环境和服务动态匹配和实时更新网络配置，设计以用户为中心的多网络节点、多终端灵活连接的融合网络。UCAN通过分层融合机制实现以用户为中心网络中不同层面用户参与度的提升，保障统一、智简的多样连接服务：.在应用服务层面：在网络边缘，通过建立接入网与MEC的协作机制，增强接入网和MEC的多接入能力融合，在应用业务层面获取、细分和友好处理用户和终端的需求，快速实现基于实时的网络状态和用户需求的编排管理，帮助网络根据用户业务类型提供适合的连接能力和业务传输服务。.在移动网络层面：通过网络与用户、网络内部接入网与核心网的信息交互为网络提供依据，根据用户业务类型和实时的无线网络和空口环境调度用户在不同网络系统间灵活切换，实现蜂窝及非蜂窝，3gpp及非3gpp网络系统，地面与非地面网络，基站与中继节点之间高效的编排管理和按需的服务提供。.在接入网层面：借助云化服务化、网络模块化、功能组件化等技术，实现网络协议栈的弹性定制和接入点（网元）的即插即用，可以为用户提供网络功能和节点的按需部署和动态控制，为不同类型终端和业务提供接入和服务。.在空口层面：与网络架构一同探索不同技术体制和协议的融合设计方案，并通过空口的统一控制实现不同链路下终端无差别的网络接入和管理，降低终端接入和网络设备的复杂度。例如，使用户能够自由地按需在终端和网络（中继）节点之间切换，接入和使用其他终端（或者基站）提供的服务，或者作为网络（中继）为使用其服务的相同或不同用户的终端（群）提供网络配置和管理。图3.2-5以用户为中心的融合网络为了实现以用户为中心的多接入深度融合网络，需要针对不同类型的终端及用户、不同类型网络接入点进行统一的过程设计和协议设计，使得以用户为中心的网络具备对融合接入的统一控制和协同调度能力，包括多接入调度、移动性管理、会话管理、用户面管理、QoS、业务连续性保障、安全认证等，达到资源利用、业务需求和业务体验的最佳匹配。在后面的章节中，分别从多种空口融合接入、网元即插即用、以用户需求为中心的移动性、用户权益提升等角度进行探索，并介绍了相应的关键技术。此外，还可以结合通感一体化设计，为接入网提供对网络状态、用户及周围环境的实时感知；基于智能内生进行多样连接的编排调度和传输管理，保障连接控制和业务数据传输的连续性和服务质量。第4章关键技术本章介绍以用户为中心的关键技术，旨在赋能UCAN网络架构，满足不同场景下的用户连接需求并提供高速数据传输和一致性体验，通过友好地网络交互和定制化使用户拥有更高的自主权，实现以用户为中心的连接和传输服务。图4-1以用户为中心的关键技术4.1接入及连接管理技术4.1.1多种空口融合接入技术面对陆海空等覆盖的差异化，为更好的满足用户需要，6G的无线接入网需按照统一的架构进行设计，用户可实现包括地面、水下、卫星的多网融合统一的接入，通过空口的统一控制实现终端无差别的网络接入，降低终端接入网络的复杂度。在卫星网络和地面网络融合方面，以用户为中心的6G星地融合通信网络具有多层立体、终端多样化、空间节点高度动态、空间节点资源受限、拓扑结构时变、卫星链路传播时延高、卫星广播传输链路易受攻击等特点，在传输效率、干扰管理、移动性管理、以及安全和隐私等方面都面临巨大的挑战。.星地间长距离会造成较大的传输时延，且时延随着卫星运动也会快速变化。针对星地融合网络传输时延大以及不稳定的问题，可考虑采用非正交多址接入技术增加传输机会，提高支持的用户数，有效降低接入时延和数据传输时延；基于场景动态地开启或关闭HARQ功能；此外，也可应用星地协作批量访问机制，地面宏基站聚合在给定区域中一定时间内用户的请求，并代表卫星进行批量接入决策和资源分配，减少了每个用户单独随机访问卫星所带来的不必要延迟。.在星地融合通信系统中，需要处理同一卫星系统内、卫星系统间的干扰问题，以及卫星与地面间的干扰问题。针对星地融合网络复杂动态的干扰问题，频谱分配、波束成形、强化学习、联邦学习、认知无线电是避免电信设备之间干扰的关键技术。可通过灵活的频谱使用更好地利用频谱。也可以在卫星上使用3D波束成形天线，以进一步减轻对地面网络的干扰。UCAN可以沿用5G系统消息分类方式，包括基础系统消息和其他系统消息。系统消息的发送也仍然采用一直广播和on-demand结合的方式。但在6G中，系统消息的生成和发送的节点可以结合用户的需求和网络部署等进行优化。对于基础系统消息，尤其是接入相关的消息，可以引入系统消息池化技术。即，将多个载波相关的系统消息SI汇聚在一个载波上发送（称为系统消息池这样使得不发送SI的载波可以更长时间休眠。举例来说，低频广覆盖TRP发送系统消息池，包含其覆盖范围内所有网络节点的系统信息，而高频TRP不需要发送系统消息。从网络侧角度，在降低基站能耗的同时也降低SI发送的工作量和开销（配置、调度简化网络运维。从终端侧角度，可以减少终端的检测复杂度。系统消息池化管理可以包含三个步骤：1）系统消息收集，集中控制节点负责一定范围内小区系统信息的收集、整合以及代理节点选择（代理节点指集中发布系统消息的节点）。2）系统消息整合，集中控制节点收集多个小区系统消息后，把多个小区系统消息进行整合以及分类，将系统消息划分为公共系统消息和差分系统消息（降低系统消息发布的工作量和开销（配置、调度简化网络运维）。3）系统消息发送，公共系统消息可以由代理节点发送，差分系统消息可以由源小区发送，或者统一由代理节点发送。此外，对于其他系统消息，可以由发送系统消息池的载波进行统一通知，终端可以在任意网络节点发起on-demand请求，网络侧可以通过专用信令发送给终端，或根据终端所属的较小区域TRP/载波发送广播消息通知终端。终端通过广播接收到系统消息池后，可以获得池化的多个接入信道（RACH）的资源配置，不同的接入信道可以对应不同频谱资源和不同波束，终端可以根据覆盖，频点，空口质量选择最优的RACH资源进行接入。RACH的最优选择，可以提升接入的成功率，并快速构建覆盖/能效最优频段的连接和服务。此外，6G终端对接入节点的选择相对5G更加灵活，接入节点可以由终端或者网络选择，采用单TRP随机接入过程或者多TRP联合随机接入。单TRP随机接入过程是指：UE对接入节点发送的下行信号测量进行选择，根据测量结果选择接入点，在选择的接入点上发起接入过程。多TRP随机接入过程是指：网络为多个节点配置相同的接入资源，UE发起接入请求时，这些网络节点都可以接收和测量接入请求信息，从而确定哪些接入节点能够更好地为UE提供服务。终端初始接入网络后，可以一直处于RRC连接态。此后，除非UE离开CCU区域或与网络断开连接，UE的RRC状态只有一个RRC连接态（即，不考虑RRC_IDLE、RRC_INACTIVE这类4G、5G定义的RRC状态）。在RRC连接态下，基于是否有稳定的物理层通道，分为non-active和active两种状态，这两种状态都是RRC连接态下的子状态。具体定义如下：-Non-activestate：即终端节电状态。网络与终端之间主要维持安全上下文和承载上下文，也可以有完整的DRB配置。终端与网络间没有固定的物理层通道，即终端不与特定的DDU/TRP保持固定的激活空口资源，在需要发起传输的时候，需要激活特定的DDU/TRP，为了快速传输，该TRP的物理层配置也可以预先配置，按需激活。-Activestate:即终端可以进行连续数据传输的状态。维持用户上下文，终端与网络保持用户物理层通道，与具体的一个或多个DDU/TRP保持激活的空口资源/物理层配置。Activestate下，才形成灵活小区，并进行灵活小区管理。4.2组网及部署关键技术为了实现成本降低、能耗减少、适应新场景和需求的目标，6G无线接入网需要从架构设计上突破，探索新型的灵活组网及部署关键技术来适应未来变化的需求。随着新兴业务的蓬勃发展，多样化的业务需求持续增加，同时业务突发特性增加。现有的网元的常开机制存在能耗高、干扰大的问题。因此需要动态的网元状态管理机制，当有用户需要的时候，开启或者增加新的网元，通过这种即插即用的方式，可提供按需扩展的覆盖和业务，以更好的满足用户需要。当新的网络节点加入网络时，能够快速握手，实现覆盖扩展和按需的网络功能部署，从而有效地降低网络能耗和功能冗余，节省网络成本。并且通过为网络分配适合的算力、存储、无线等资源，配合按需生成的网络功能，基于人工智能和数字孪生，实现自优化、自演进、自生长的高水平网络自治运维方法，以解决网络潜在的效率、成本与用户体验等问题。面向即插即用的网络节点的网络管理主要体现在三方面：接入点感知、接入点的自配置和自优化以及云边协同控制。.接入点感知是指在在多种接入节点类型并存的情况下，针对不同的接入节点，感知各种类型的接入请求，并启动合适的握手及控制信令流程。对于不同种类的接入点，需要准确识别，快速完成接入实现覆盖的灵活扩展。这需要标准化的握手流程和参数，以便节点间相互识别。.接入节点的自优化和自配置是在接入点新加入网络时能够自动完成配置实现自生成，当接入点运行时，根据实时场景进行参数调整、自动优化，按需改进服务，以更好地满足用户的需求。方案1：与5G联合组网适合6G早期部署。6G用户为中心网络与5G联合组网，5G负责广域覆盖，6G负责密集部署区域覆盖（可采用如6GHz频段）。与5G联合组网，一则可实现平滑部署，二则5G蜂窝网可采用低频部署以保障覆盖，用户为中心网络则可以偏重数据传输，从而实现控制面和用户面分离，覆盖和数据传输分离。方案2：基于以用户为中心接入网架构的异构组网异构组网中，低频TRP负责覆盖，即负责连接控制、控制面信令传输；高频TRP负责数据传输，即负责用户面功能。高频TRP和低频TRP都直接连接到云化的CCU。高频TRP可以作为单纯的数据传输通道，即不能实现接入，或，也可以实现用户接入。如果高频TRP可以实现用户接入，其相关的空口配置信息可以由低频TRP发送。方案3：以典型频段（如6GHz）实现连续覆盖同构独立组网特别适用于局域覆盖场景。当单个TRP的覆盖范围较小时，可以采用灵活小区方式实现覆盖扩展增强。扩大覆盖的方式包括：Option1：大范围内的多个TRP与一个DDU连接。相当于一个大MAC管理多个TRP。跟5G单小区下的射频拉远相似。Option2：TRP连接到不同的DDU。不同DDU有不同的覆盖范围，当多个TRP组织成fCell时，涉及到多个MAC之间的协同操作。在实际部署中，option1、option2和option1+2都存在。方案4：进一步融合其他接入方式，如NTN、SL等基于CCU-DDU-TRP的以用户为中心接入网可以进一步拓展，将NTN网络（Scenario1）或SL网络（Scenario2）的空口通道也作为组成灵活小区的一个部分。这部分还需要开展深入研究。图示中，蓝线和红线表示控制信令和数据流的对等实体，不表示连接关系。图4.2-1融合组网4.3移动性管理技术移动性管理一直以来都是业界研究的热点，也是以用户为中心面临的关键挑战。本节从多个角度展开，介绍UCAN相关研究进展。针对传统小区和用户的强绑定关系，首先提出通过分解和扩展小区模型，实现服务和资源解耦、以服务为中心的移动性关键技术；还有通过动态组织网络节点，实现用户跟随的灵活小区关键技术；针对网络演进引入的问题，提出以用户体验为中心，改善空闲态和连接态下移动性的关键技术；针对不同业务需求和网络环境，提出以用户需求为中心，基于用户自主选择的移动性关键技术。在现有协议，当小区发生变化时，为了获取新小区的上行同步，用户会发起随机接入过程，用户现有承载会进行重配置，业务传输服务对应的服务实体也跟随着重置或重建立。另外，目标小区和源小区归属于不同CU时，出于安全性考虑，还涉及密钥的变更。显然，现有协议没有达到资源和服务解耦的效果，所以小区发生变化时，业务传输服务也就相应中断了。在实际应用中，UE在移动过程中，物理资源和收发节点难以避免的经常发生变化，如果每次资源切换用户的服务都短暂的中断，那么用户体验将大打折扣。为了解决这个问题，需要做到服务和资源解耦，移动性的锚点从物理小区转向L2/L3服务，资源切换（包括载波切换和TRP切换）应该尽量通过底层L1灵活切换，而不影响L2L3的服务，即以服务为中心的移动性，通过L1链路和L2/L3服务的解耦以及L1链路的池化，当终端从源侧向目标侧移动时，即使L1链路（载波/TRP）发生了变化，但是L2传输服务（以及上面的L3连接服务）可以保持连续服务，L2的协议功能锚点不变的情况下，也不需要重置或者重建立。这样，可以最大程度的保证平滑的业务连续性，实现无缝移动性。需要达到服务不受资源变化的影响，那么小区模型上，就需要对小区的概念进行扩展：小区模型可以分解为服务池、载波池和TRP池。小区概念扩展后，提供的服务也是区域级，而不是小区级。服务区域内多个收发节点和载波资源统一管理，可以实现快速交互以及节省信令开销，服务区域的切换流程也可以进行相应的简化。随着用户的移动，服务区域内载波和/或TRP变化时，用户的业务传输服务不中断，即服务与资源解耦，为了支持这种不间断，需要MAC实体不重置；RLC/PDCP/SDAP实体不重建立，RRC实体连接不重建立[5][6]。服务为中心的移动性方案中的网络给UE配置资源集，资源集包括多个TRP和每个对应的载波配置，UE可以根据自身情况在配置激活若干个资源集，并且可以在资源集中灵活的切换。资源集切换的方法主要分为两部分内容：资源预配置和资源切换。资源预配置是网络侧通过高层信令给UE配置多个TRP和对应的载波资源。UE接收并储存网络侧配置的多个资源配置信息。当网络侧判断需要进行资源切换时，网络侧给终端发送L1信令，终端从资源切换指示字段中获取有效目标资源信息。或者，UE也可以自主判断是否需要资源切换，如果需要进行资源切换，可以通过信令通知给网络侧，网络侧再通过L1信令通知UE执行资源切换。为了实现UE的无感切换，除了资源的配置，还需要在考虑以下方面：终端的处理复杂度、DU间标准化接口、TRP之间交互的时延、CU部署和TA的提前获取等。1）终端处理：终端需要支持多空域和频域的配置信息。2）CU部署：interCU切换涉及密钥的更新，为了避免密钥更新对于UE业务的影响，需要考虑安全的连续性。3）DU间接口：考虑DU间标准化接口，以及上下文的快速传输4）TA的获取：UE发起随机接入也会引起暂时的业务中断，不利于高时延的业务，需要考虑TA提前测量的方案。4.3.2基于灵活小区的移动性以用户为中心的接入网最关键的一个问题是如何让用户始终获得最优质的服务质量，而随着用户移动和业务的变更，传统接入网提供的服务将受到来自无线环境变化和网络设备能力限制等诸多方面的挑战。通过动态灵活组织接入网节点，形成一个随时随处的用户级灵活小区，将是解决问题的关键技术。随着用户移动，信道条件、信号质量、业务数据量等会不断发生变化，网络通过组织动态变化的接入点集合能确保无缝地为每个用户提供服务，如下图所示，由若干个接入TRP构建成一个TRPG，而每个TRPG伴随用户的移动不断更新其TRP，最终形成一个以用户为中心的灵活小区。图4.3-1以用户为中心的灵活小区模型为实现这个灵活且不间断的灵活小区设想，需确保这个以用户为中心的接入集合始终处于自由无边界的状态。换言之，让用户时刻感觉处在无线信号连续覆盖的中心，从不间断，毫无冗余的信令传输，同时以健全的安全机制保护用户的数据安全。具体地，云化网络维护用户上下文和保持高层配置的一致性，并通过用户位置和业务感知，动态组织网络侧节点和资源，提供稳健连续的控制。在很大区域内，网络侧可以唯一识别及跟踪用户业务需求，保持常规移动下的控制面连续性（包括承载配置和相关传输参数的连续性即所有可接入TRP都能识别UE，连续为UE提供稳健的服务。这可以通过控制面云化实现，CCU既是云化逻辑单元，也是为UE提供服务的控制面锚点。通过采用接入网状态网络功能（SNF，StateNetworkFunction对网元中所有上下文信息进行统一的保存和状态管理。SNF可以根据CCU具体形态灵活部署在网络中，并为网元提供上下文建立、更新、查询和删除的数据服务和订阅通知服务。SNF可以作为独立的信息存储节点与CCU共平台部署（特别适用于服务化的CCU实现信息持久化保存和共享，也可以以分布式功能模块的形式存在于CCU，甚至DDU中，提供信息保存、管理和同步。这样UEcontext和业务配置在基于云的大区域内有效，终端初始接入网络后一直处于RRC连接态，只是根据UE是否有稳定的物理层通道区分为节电状态和数据连续传输状态。因此，基于UCAN的移动性，主要考虑Intra-DDU和Inter-DDU两种情况，前者由于RLC/MAC层没有重建，业务不会中断，后者可以进一步引入灵活RRC、预建立RLC/MAC层，以及新旧协议层映射等方案，比如，可以通过网络侧为终端预先配置与网络侧节点或物理层资源关联的RRC参数，终端在与对应网络节点关联，或采用对应物理资源接入/传输时，生效对应的RRC参数。这样，终端接入不同网络节点或不同物理层资源时，可以快速应用新的RRC参数。以用户为中心的移动性体现为以用户体验为中心，其具体可以包含空闲态移动性和连接态移动性两部分。空闲态移动性体现为在保持UE寻呼可达以及业务建立时延满足用户需求的前提下，让UE尽可能驻留在匹配业务需求的网络并降低UE功耗。蜂窝通信技术经历了6代的演进和部署，运营商常常会同时维护多套蜂窝网络。为了便于UE驻留到最匹配用户业务需求的网络，网络需要向空闲态UE提供网络信息，如通过系统信息将网络支持的业务类型，负载信息，网络部署目的等信息提供给UE；同时，网络在部署时还应尽可能减少小区重选的发生，例如可以引导UE驻留在宏小区所在频率层或采用SFN技术提升覆盖区域的频率层，从而减少潜在的小区重选测量和系统信息的获取，以达到延长待机时间的目的。在5G中，引入了CHO，DAPS和LTM等切换流程来优化用户切换体验。CHO通过预配置切换条件和目标小区参数配置给UE，省略了传统L3切换过程中的测量上报和切换命令下发流程，缩短了切换触发所需的时间，避免了切换前恶劣信道条件导致切换相关信令传输失败的发生，降低了切换失败的概率；DAPS通过UE同时在源小区和目标小区传输，实现了切换过程中数据传输的0时间中断；LTM通过L1/2信令替代L3的测量上报和切换命令等，辅以目标小区参数预配置和提前上下行同步等手段，大大缩减了切换过程中的数据中断时延，但LTM机制尚不支持秘钥变更的切换流程。除了各自的适用限制外，在5G中，CHO，DAPS和LTM等机制不可组合应用，阻碍了用户体验的进一步提升。在6G中，可以从扩展CHO，DAPS和LTM的适用场景和组合使用的角度，进一步达成用户体验为中心的连接态移动性设计目标，提供更完美的无损和无缝切换体验。主要体现在：切换准备：网络预配置候选目标小区集合给UE，涉及测量配置，资源配置等；UE根据NW指示进行测量；可选的，UE可以在与源小区收发的间歇，与候选目标小区进行上下行同步，测量候选目标小区的波束质量等；切换触发：UE根据网络指示的目标小区/网络负荷信息等触发切换或根据自己对测量结果/数据传输体验等评估触发切换；切换执行：在切换执行过程中，UEL2不进行复位，以实现无损切换。当网络侧源和目标L2实体（MAC，RLC,PDCP）位于同一物理节点时，UE仅需要应用目标小区L1配置替代源小区的L1配置；保持L2实体对切换无感；当网络侧源和目标L2实体位于不同物理节点时，UE可以生成新的一套L2实体，与目标网络L2实体相连接，同时维持源和目标两套L2实体，直到源L2实体中的待传数据均已经传输完成后，再释放源L2实体，完成切换过程；由于与候选目标小区进行上下行同步，测量候选目标小区的波束质量已经在切换准备阶段完成，在切换执行过程所需时间极短，类似于5G中同小区波束切换，从而实现UE在小区内和小区间移动一致的无缝切换体验；失败恢复：切换失败会严重影响用户体验。在以用户为中心的移动性机制中，候选目标小区配置已经提前配置给UE；因此，UE可以在源小区发生波束失败或无线链路失败的情况下，基于配置的候选目标小区自行选择合适的目标小区，并应用预配置的候选目标小区配置切换到目标小区，以缩短潜在的数据中断时间并减少数据丢失。仅在所有配置的候选目标小区均不适合接入时，UE才会触发传统的切换失败处理流程。随着通信技术的不断演进以及越来越多关键特性的支持和引入，基于不同用户连接能力、可供用户选择用于满足用户多样连接需求的不同网络接入或协作方式应运而生。这种多样性的连接方式可以给与用户更大的自主选择权利。在移动性上，用户可以根据不同业务需求和周围网络环境，选择接入的网络以及做出移动性决策：包括在融合不同网络接入方式的情况下，形成不同网络节点和多终端灵活连接的接入网架构。这里不同接入方式可以包括：不同通讯系统（RAT）、分布式/集中式天线、不同传输方式（中继或直连）、卫星、无人机等，都可为用户提供满足不同需求和连接能力的服务。在这种场景下，UE需要具备一定的网络覆盖判断的能力，并且结合网络提供的辅助信息，比如：卫星覆盖信息、UE请求的高频小区或TRP接入信息等，选择合适的方式接入网络。除了覆盖的考虑，还需要考虑UE的业务需求，包括UE进行终端备份等操作，比如：有超高可靠性需求的工业场景，如智能电网故障检测、智慧工厂机械臂远程操作等场景可能需要进行热备份，即参与的终端需要一直在线，被协作终端和协作终端传输相同数据。在此场景中，UE可以向网络请求协作的UE进行关联，以便后续网络对这些UE使用相同资源进行组调度。随着AI计算能力扩展，UE可以结合自身业务需求和预测，辅助基站或自主决策是否发起小区重选或切换。UE可以自主通过预测移动轨迹、波束信息来确定目标小区、频点以及波束变化信息，减少测量，达到省电节能的目的。同时也可上报相关预测信息，辅助基站配置合适的测量目标、小区偏置参数、事件上报参数以及条件切换候选小区等。同时结合考虑用户业务需求，在切换时，比如条件切换时，结合目标小区业务或功能支持情况，优选相关小区。4.4灵活高效的用户面传输技术当前无线通信协议栈是分层架构，每层包含的功能固定且执行顺序不变，这种僵化紧耦合的协议栈形式极大地限制了6G的网络能力。为了突破架构僵化的约束和适应6G发展，提出了一种打破协议栈分层限制的stack-free非栈式用户面设计。stack-free非栈式设计和关键技术保证了6G用户面自适应匹配未来复杂多变的场景业务需求的能力。1）功能组件化通过将用户面功能组件化，打破了原有协议栈固化的功能执行顺序，可实现功能组件顺序可变、组件可开关或增加/删除，根据个性化需求进行现场定制。同时，用户面功能组件化提炼出通用组件和通用流程，降低协议复杂度。在新用户面架构中，独立的组件汇聚形成功能组件库，它不仅支持功能解耦，还容易进行新组件的引入以及组件的替换、升级。通过对组件库中组件的配置、编排和管理，用户面可根据各种个性化需要来自适应构建数据传输链条。功能组件化为用户面功能定制化和灵活编排提供了基础条件，可进行现场级编排和组件开关动态实时控制。2）单域多域编排通过将所有组件共同部署，并对组件进行编排以及多组件并行处理单个数据包，可支持如MEC场景、CU-DU合设等单域/单跳场景部署。单域编排在降低时延和提升吞吐量的同时，还提供了跨组件算力资源调度和整体式的QoS保障。stack-free非栈式用户面支持跨域/多跳式部署，这对多级部署场景、多连接、MESH组网等场景适配性非常好。通过对组件按需部署，增加了除CU/DU分离的方式之外的更多功能切分方式，使得部署灵活性增加。比如，对空天地NTN/卫星网络，可以将一些非实时的组件放在天上、一些实时的组件放在本地；对工业应用场景，可以根据业务需求对组件打开或关闭。通过公共组件可以将两个不同域打通，如打通核心网域和接入网域。3）组件智能化和深度协同通过对用户面组件的智能配置、智能编排和智能管理，用户面架构还可以引入大数据和AI算法引擎，从而提升用户面智能化水平。比如，对组件进行AI模型训练来提升组件处理能力；通过对组件的策略智能分析来进行策略推荐；对组件进行智能QoS控制实现更细、更精确的数据传输质量保障等。另外，通过对不同组件的深度协同，可提升组件协同性、鲁棒性、灵活性和扩展性。比如，在上一个组件处理数据包时下一个组件就提前进行缓存准备、资源预留；对组件紧密编排和联动，实现数据缓存的一次性读取和批量化处理。这种组件预处理的方式能够对数据传输时延进行深度定制和精细管控，从而进一步提升数据处理效率。4.4.2协同调度和连续传输UCAN基于灵活小区动态组织网络节点的同时，要保持用户面连续性。一方面接入网要能快速获取上层分组数据，另一方面要保证用户移动时的零中断时延和传输速率保障。快速获取上层分组数据可以通过接入网用户面本地化与核心网用户面本地化相结合实现，零中断和传输速率保障可以通过灵活组织TRP，协同TRP组的调度和传输实现。为了以最简的方式实现UE在TRP间移动时以及多TRP为用户服务时，UE不进行切换等复杂操作，网络通过多TRP的协同传输让UE始终处于小区的中心，在Inter-DDU时，通过建立G1接口进行数据转发和实时调度，帮助DDU间实现分层多维信息协同，即不同协议层、不同维度信息（PRB调度、干扰信息、数据信息等）的协同和基于这些信息进行的协作调度，物理层可以使用灵活小区内的任何资源和传输机制，将更多的干扰信号转变为有用资源，提升资源利用效率。此外，还需要研究引入面向灵活小区的新型调度算法。以用户为中心的调度算法需要考虑多个网络节点的资源协同，一方面实现多网络节点对单个终端的有效满足，另一方面也要实现多点到多终端的高效率调度。为了解决多节点资源调度、多个节点传输下的干扰、开销和增益的均衡这三个方面，调度的要求和复杂度更高。通过多频段多空域融合，实现以用户为中心的网络资源编排和动态调度。其内容包括高低频资源可编排，上下行链路关系可编排，不同的载波频段的灵活组合部署。进一步地，资源层与资源层之间、资源层与服务层之间的资源形成跨层资源可编排，不同服务可以灵活选择不同的资源[7]。频谱资源是无线接入网最基础也是最重要的资源，从1G到现阶段的5G，频谱资源正在不断被开发和使用。从sub-1GHz频段逐渐发展到6GHz以上频段，频谱的频点越来越高和载波带宽越来越大。不同频段的物理特性的差异也越来越大。从业务角度来讲，移动通信需要面对越来越多的业务类型，而且业务对性能例如吞吐量，时延，可靠性等的要求也会越来越多高，越来越多元化。无线接入网单独依靠某一两个频段的频谱资源可能已经不能很好的满足新兴业务对性能的需求了。所以无线接入网在很多情况下需要对多频段甚至是全频段资源的整合使用来达到更高更多元的性能要求。这些频谱资源可能具有不同的特性：不同频点，不同带宽，不同子载波间隔。如何使用好这些特性一定程度上决定了无线接入网适配业务的能力的好坏。所以，如何高效的使用全频谱资源已成为移动通信高度重视的问题和需要认真研究的方向，包括：如何高效使用重耕频谱资源，如何高效使用新增频谱资源，以及如何高效使用全频段的频谱资源。1）载波级联载波级联方案中的小区包含基带载波，射频载波，以及基带载波和射频载波之间的映射关系。对于多载波场景，小区中的一个基带载波映射多个射频载波。小区中的物理信道/信号基于基带载波进行配置，调度和资源分配同样也是基于基带载波进行处理的。考虑到节能方面，载波级联方案引入了射频载波的激活/去激活，基带载波的激活/去激活，以及射频载波与基带载波的映射关系的激活/去激活的机制。与现有载波激活/去激活的机制不同，当一个射频载波被激活时，所对应的映射关系不一定也被激活，需要由该射频载波与基带载波的映射关系是否被激活所决定。但是当一个射频载波被去激活时，所对应的映射关系也被去激活。同理，基带载波的激活/去激活机制与射频载波类似。除了射频载波和基带载波，射频载波与基带载波的映射关系也是可以被激活和去激活的。首先，基站通过配置信令给UE配置射频载波与基带载波的映射关系。当该映射关系被激活时，UE和基站使用该映射关系；反之，当该映射关系被去激活时，UE和基站停止使用该映射关系。2）上下行解耦在上下行解耦方案中，小区包含一个上行链路池和一个下行链路池。上行链路池由多个上行载波组成，以及每个载波上的上行物理资源，其中上行物理资源包括上行物理信道和上行参考信号。同理，下行链路池由多个下行载波组成，以及每个载波上的下行物理资源，其中下行物理资源包括下行物理信道和下行参考信号。方案的核心在于上行链路池与下行链路池之间是解耦的，这里的解耦主要体现在以下几个方面：上行链路池中的上行载波与下行链路池中的下行载波之间没有频段的限制。上行载波与下行载波可以是同频段的，也可以是异频段的。上行链路池中的上行载波的数量与下行链路池中的下行载波的数量之间没有限制。上行载波的数量可以大于，小于，或等于下行载波的数量。上行载波与下行载波之间没有调度关系和反馈关系的限制。任意一个下行载波都可以调度任意一个或多个上行载波，以及任意一个上行载波都可以反馈任意一个或多个下行载波的反馈信息。这里的反馈信息包括但不限于：HARQACK/NACK信息，AM模式下的反馈信息。4.5.2空域相关技术空域维度未来的解决方向主要包括Muti-TRP和上下行解耦的TRP。Muti-TRP可以有效解决因TRP密度增加所造成的吞吐量受限，用户容量受限，和频繁小区切换的问题。即多个TRP协作共同为覆盖内的用户进行上下行传输服务,从而将干扰转化为有用的信号。另一方面，使用L1波束切换来代替小区切换实现移动性的管理。为了兼顾容量和覆盖，UE与网络侧之间采用上下行解耦的TRP的组网方案进行数据传输，即上行链路和下行链路将基于不同TRP进行数据传输。这样既保证了下行容量也保证了上行覆盖。以商用典型场景室内窗边场景为例，室内窗边UE既可以接收到室外宏TRP的信号也可以接收到室内TRP的信号。但由于上行功率受限和玻璃穿损等原因，UE与室外宏TRP上行传输受限，主要表现为上行接收端信号强度较低，影响解调。另一方面，UE向室外宏TRP发送的上行信号会干扰室内TRP的上行接收。所以针对这种情况，我们采用上下行解耦的TRP组网方案，即UE可以基于室外宏TRP进行下行传输并基于室内TRP进行上行传输。UE可以通过室外宏TRP的MassiveMIMO获得较高的下行容量，同时可以通过室内TRP获得上行覆盖的保证。与传统网络节点相比，上下行解耦的TRP组网方案中一个小区的上下行链路可以分别对应不同的TRP。这种组网方案可以实现上下行TRP的灵活部署，按需定制链路覆盖，适配极端场景。所以上下行解耦的TRP组网方案的适用范围很广，包括但不限于上述室内窗边场景，且远远不止。进一步的，当上下行链路不止依赖于一个TRP，而是一个TRP集合或TRP簇时，上下行解耦的TRP组网方案的能力则会更强，适用范围会更广。例如，TRP集合中的协作可以用于干扰协调和移动性管理。4.5.3物理信道的编排用户设备与网络进行传输数据之前，必须通过初始接入过程连接到网络。初始接入的过程包括小区搜索、系统消息接收和随机接入等阶段。小区搜索是用户设备利用小区主同步信号PSS和辅同步信号SSS进行下行时间和频谱同步，以及获得物理小区标识的过程。通过小区搜索完成同步后，用户设备接收并解码系统消息，获取后续进行随机接入必需的系统消息。在获取系统消息后，用户设备通过随机接入完成上行同步，从非RRC连接态（RRC_IDLE态或RRC_INACTIVE态）进入RRC连接态，为上行和下行数据传输做好准备。从上述通信管道建立流程可知，移动通信系统的通信流程是先通过信令建立通信通道后，才可以实现用户设备和外界数据的传输。以用户设备下行数据到为例，业务发起后，信令交互流程如下：首先通过寻呼过程帮助网络寻呼正处于非RRC连接态的用户设备，假设用户设备处于RRC空闲态，核心网会发送NAS寻呼用户设备。其次，用户设备收到核心网的寻呼后，用户设备的NAS层触发服务请求。同时，用户设备高层触发MAC层发起随机接入请求并通过物理层发送随机接入请求，通过“RRC连接建立请求->RRC连接建立->RRC连接建立完成”的流程，使核心网建立起用户面和控制面的连接以及安全机制。自此，建立起核心网到用户设备的下行和上行通道，用户设备才可以进行数据包的发送和接收。上述数据发送方式并不适合所有业务，为了满足用户多种多样的需求，面对不同业务、不同时刻，用户对应的物理信道集可以不同：在高用户密度且突发小业务包场景，可以使用节能编排，通过SSB携带同步信息和轻量的数据，省掉了接收系统消息、建立连接和接收PDCCH的过程。在高用户密度且周期性业务包场景，可以使用省开销编排，实现系统信息、控制信息和业务信道解耦，系统信息和控制信息集中发送。常规业务场景，使用常规编排，在终端接收同步消息和系统消息并完成连接建立后，通过PDCCH和PDSCH接收控制信息和数据。4.5.4传输信道虚拟化针对类似XR这样的大量数据包封装成包含多个CB（编码块）的一个TB（传输块）、任何一个CB出错都会带来整个TB无法递交而导致时延过大的问题。小区支持传输信道到物理信道的解耦和传输信道的池化，由此衍生出了传输信道虚拟化方案。传输信道虚拟化方案将原来的一个数据流一个传输信道一个TB拆分成多个数据子流多个传输信道多个TB。这样，在接收端任何一个TB出错都不会妨碍其它TB的递交。为了可以高效的调度上述的多个TB，传输信道虚拟化方案还引入了TBGroup（TBG）的概念。TBG包含多个TB，这些TB可以复用同一个调度信令，或者说一个DCI调度TBG中的所有TB。另外，小区可以根据时延要求，频谱干扰等情况选择将TBG中TB在频域上或在时域上进行映射，也可以在时频域上先频域后时域的映射或先时域后频域的映射。4.6分布式多天线技术6G天线系统的体积、重量、迎风面积等都会增加。考虑到站址资源的限制，将大规模天线系统化整为零分散到各个站点的分布式部署方式可以为等效天线阵列规模的扩展提供另外一种实现途径。通过大规模天线系统的分布式部署，不但可以更大幅度地扩展等效天线阵列的规模，而且也会增加信号的角度扩展，降低等效MIMO信道的相关性，从而获得更高的空间自由度以及更高的信道容量。利用先进的信号协作处理方案，地理位置分散的多个节点可以形成具有更好空间聚拢效果的信号形态，准确地在用户处形成高质量的网络覆盖，从而显著地提升频谱效率。随着分布式节点数量的增加，信号传播距离缩短，系统能够以较低的发射功率维持信息传输质量，从而可以获得较高的能量效率。此外，随着频段的升高，用户的移动和遮挡等因素会导致链路质量的急剧恶化。而分布式部署的大规模天线系统则可利用多站点协作的空间冗余度提高传输的可靠性，保证不同地理位置上用户体验的稳定与均衡性。在以用户为中心的系统构架中，一个区域内的网络覆盖不再由事先规划好的小区静态确定，每个用户的无线传输也不与特定的网络传输点和小区绑定，而是面向用户规划和动态生成覆盖，使网络容量与用户或应用在特定空间和时间的的需求相一致。网络基于用户的业务需求和所处的环境，选择合适的传输点集合形成针对该用户的网络覆盖，并由区域内的各个传输点联合为其提供服务。在这种新型系统构架之下，分布式多天线技术能够为以用户为中心的接入网络提供良好的空口传输基础，而以用户为中心的系统构架也可以为分布式大规模天线技术的性能优势的发挥创造重要的网络结构支撑：.通过大量传输点的分布式部署，天线被推进到用户附近，使得任意用户周围都有足够数量的天线与传输点。利用传输点之间的联合传输/接收，可在用户所在的位置动态形成网络覆盖，使用户始终位于网络覆盖的中心，从而全方位提升传输效率和用户体验，有效支持以用户为中心的系统架构。.在以用户为中心的系统构架中，分布式多天线系统在协作簇选择、资源分配及用户调度方面也有了更大的灵活度，可以突破单点或静态协作簇的限制，在更大的空间、更广阔的资源以及更多的潜在调度用户集合中以更加全局化的方式获取更充分的信道和干扰信息，从而能够更好地体现出多站点多用户协同调度与协作传输/接收的性能增益。4.7.1用户权益提升以用户为中心的权益体系路径主要有以下几点：某超级终端或特殊网元节点经过和运营商协商和授权后，可作为合法的服务或中继节点，承担集中数据集中转发、资源协调、干扰管控等功能。并且基于实际的网络规建覆盖贡献量、业务时延缩短量、频谱利用效率、干扰抑制贡献量等指标，获得一定的价值回馈或奖励。某超级终端或特殊网元节点经过和运营商协商和授权后，针对某些特